(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号を表示する表示部と、該表示部を照明する光源と、該表示部および該光源を制御する制御部とを備えた映像表示装置であって、
前記入力映像信号として第１の入力映像信号とともに第２の入力映像信号を前記表示部に表示する指示があったか否かを検出する表示指示検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力映像信号に基づいて前記光源の輝度をストレッチして増大させるとともに、前記入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して画素数を積算したヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、前記入力映像信号のうち前記発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、前記入力映像信号の発光部分の表示輝度をエンハンスする発光部分エンハンス処理を制御するとともに、前記表示指示検出部の検出結果に応じて、前記発光部分エンハンス処理の制御を切り替え、さらに、
前記制御部は、前記入力映像信号による画像を複数の領域に分割し、該分割した領域である分割領域の映像信号の階調値に基づいて、該分割領域に対応する前記光源の領域の点灯率を変化させ、
前記光源の複数の領域について前記光源の領域の点灯率を平均した平均点灯率を求め、
該平均点灯率に予め関係付けられた前記表示部の画面上で取り得る最大表示輝度に基づいて、前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
入力映像信号を表示する表示部と、該表示部を照明する光源と、該表示部および該光源を制御する制御部とを備えた映像表示装置であって、
前記入力映像信号として第１の入力映像信号とともに第２の入力映像信号を前記表示部に表示する指示があったか否かを検出する表示指示検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力映像信号に基づいて前記光源の輝度をストレッチして増大させるとともに、前記入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して画素数を積算したヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、前記入力映像信号のうち前記発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、前記入力映像信号の発光部分の表示輝度をエンハンスする発光部分エンハンス処理を制御するとともに、前記表示指示検出部の検出結果に応じて、前記発光部分エンハンス処理の制御を切り替え、さらに、
前記制御部は、前記検出した発光部分の領域を含む所定範囲の映像について、画素ごとの明るさに重みを付けて画素数をカウントすることにより明るさの度合いを示すスコアを計算し、該スコアに応じて前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の映像表示装置において、
前記制御部は、前記第１の入力映像信号とともに前記第２の入力映像信号を表示する指示があったことが検出された場合に、前記発光部分エンハンス処理を中止することを特徴とする映像表示装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の映像表示装置において、
前記制御部は、前記第１の入力映像信号とともに前記第２の入力映像信号を表示する指示があったことが検出された場合に、第１の制御特性の設定に基づいて前記第１の入力映像信号に対する前記発光部分エンハンス処理を実行するとともに、第２の制御特性の設定に基づいて前記第２の入力映像信号に対する前記発光部分エンハンス処理を実行することを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の映像表示装置において、
前記第１の入力映像信号の第１の映像ジャンル、および、前記第２の入力映像信号の第２の映像ジャンルを検出するジャンル検出部をさらに備え、前記第１の制御特性の設定は前記第１の映像ジャンルに基づいて決定され、前記第２の制御特性の設定は前記第２の映像ジャンルに基づいて決定されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の映像表示装置において、
前記制御部は、前記ヒストグラムの平均値をＡ、標準偏差をσとするとき、
ｔｈｒｅｓｈ＝Ａ＋Ｎσ（Ｎは定数）
以上の画素を発光部分とすることを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の映像表示装置において、
前記制御部は、前記非発光部分において、前記光源の輝度のストレッチによる前記表示部の表示輝度の増加分を、前記入力映像信号の輝度の低下により低減させることを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の映像表示装置を備えたテレビ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置およびテレビ受信装置に関し、より詳細には、表示映像の画質を向上させるためのエンハンス機能を備えた映像表示装置およびテレビ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号に従って光源光を変調する液晶パネルと、その液晶パネルを照明するためのバックライト光源を備えた液晶表示装置において、入力映像信号に応じてバックライト光源の発光輝度を制御することにより、表示映像の品位を改善するようにする技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、入力映像信号の特徴量として１フレームにおける平均輝度レベル（Average Picture Level：以下「ＡＰＬ」という）を算出し、そのＡＰＬに応じてバックライト光源の発光輝度を調整する液晶表示装置が開示されている。
【０００４】
しかし、単にＡＰＬに応じて発光輝度を調整すると、暗い映像と明るい映像とを両方表示する多画面表示の場合、発光輝度が、暗い映像のＡＰＬと明るい映像のＡＰＬの中間的なＡＰＬに応じたものとなってしまい、輝き感およびコントラスト感が不自然になってしまう。
【０００５】
また、パーソナルコンピュータの映像とテレビジョン映像とが２画面表示される場合、テレビジョン映像のＡＰＬに応じて、２画面全体のバックライト光源の発光輝度制御を行うと、テレビジョン映像が表示される画面は適切に発光輝度が制御されるが、パーソナルコンピュータの映像が表示される画面は不適切な発光輝度となり、輝き感およびコントラスト感が不自然なものとなってしまう。
【０００６】
そのため、特許文献１には、ＡＰＬに応じてバックライト光源の発光輝度の調整を行うが、多画面表示を行う場合は、入力映像信号のＡＰＬに応じた発光輝度の調整処理を停止する液晶表示装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、２画面表示を行う場合に、制御対象画面に対してはコントラスト調整および光源輝度調整を行い、制御対象外画面に対しては光源輝度調整効果をキャンセルするように映像信号の振幅を補正することにより、双方の画面に違和感なく、適切に視覚的なコントラスト感を改善する画像表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２４１２５０号公報
【特許文献２】特開２００２−５５６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１の従来技術では、１フレームにおけるＡＰＬを算出し、そのＡＰＬに応じてバックライト光源の発光輝度を調整しているが、さまざまな映像に対してＡＰＬのみに基づいて一律に発光輝度の調整を行っても、常に高コントラストの高画質な映像が得られるとは限らないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２の従来技術では、制御対象画面の光源輝度調整に依存して、制御対象外画面の映像信号の振幅が補正されるため、特許文献１の従来技術と同様に、制御対象外画面について常に高コントラストの高画質な映像が得られるとは限らないという問題がある。
【００１１】
様々に変化する映像において表示輝度をエンハンスする場合、光源の輝度をストレッチして増大させるとともに、映像の輝度の分布から相対的に明るく輝いている部分（発光部分）を検出し、発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、発光部分の表示輝度を意識的にエンハンスすれば、人間の目にはコントラスト感が向上して輝き感が増して視認されるため、画面上で発光した部分をより際立たせて画質を向上させた高品位の表示映像を提供できるといった効果が得られるが、単にＡＰＬを用いただけではこのような効果を得ることは難しい。
【００１２】
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、光源の輝度をストレッチして増大させるとともに、映像信号から映像の発光している部分を検出し、発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、発光部分の表示輝度をエンハンスして際立たせて表示させることで、輝き感およびコントラスト感を高めた映像表現を可能としつつ、複数画面表示が行われる場合に、輝き感およびコントラスト感が不自然なものとなることを防止できるようにした映像表示装置およびテレビ受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する為に、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号を表示する表示部と、該表示部を照明する光源と、該表示部および該光源を制御する制御部とを備えた映像表示装置であって、前記入力映像信号として第１の入力映像信号とともに第２の入力映像信号を前記表示部に表示する指示があったか否かを検出する表示指示検出部をさらに備え、前記制御部は、前記入力映像信号に基づいて前記光源の輝度をストレッチして増大させるとともに、前記入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して画素数を積算したヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、前記入力映像信号のうち前記発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、前記入力映像信号の発光部分の表示輝度をエンハンスする発光部分エンハンス処理を制御するとともに、前記表示指示検出部の検出結果に応じて、前記発光部分エンハンス処理の制御を切り替え、さらに、前記制御部は、前記入力映像信号による画像を複数の領域に分割し、該分割した領域である分割領域の映像信号の階調値に基づいて、該分割領域に対応する前記光源の領域の点灯率を変化させ、前記光源の複数の領域について前記光源の領域の点灯率を平均した平均点灯率を求め、該平均点灯率に予め関係付けられた前記表示部の画面上で取り得る最大表示輝度に基づいて、前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の技術手段は、入力映像信号を表示する表示部と、該表示部を照明する光源と、該表示部および該光源を制御する制御部とを備えた映像表示装置であって、前記入力映像信号として第１の入力映像信号とともに第２の入力映像信号を前記表示部に表示する指示があったか否かを検出する表示指示検出部をさらに備え、前記制御部は、前記入力映像信号に基づいて前記光源の輝度をストレッチして増大させるとともに、前記入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して画素数を積算したヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、前記入力映像信号のうち前記発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、前記入力映像信号の発光部分の表示輝度をエンハンスする発光部分エンハンス処理を制御するとともに、前記表示指示検出部の検出結果に応じて、前記発光部分エンハンス処理の制御を切り替え、さらに、前記制御部は、前記検出した発光部分の領域を含む所定範囲の映像について、画素ごとの明るさに重みを付けて画素数をカウントすることにより明るさの度合いを示すスコアを計算し、該スコアに応じて前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記制御部は、前記第１の入力映像信号とともに前記第２の入力映像信号を表示する指示があったことが検出された場合に、前記発光部分エンハンス処理を中止することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第４の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記制御部は、前記第１の入力映像信号とともに前記第２の入力映像信号を表示する指示があったことが検出された場合に、第１の制御特性の設定に基づいて前記第１の入力映像信号に対する前記発光部分エンハンス処理を実行するとともに、第２の制御特性の設定に基づいて前記第２の入力映像信号に対する前記発光部分エンハンス処理を実行することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第５の技術手段は、第４の技術手段において、前記第１の入力映像信号の第１の映像ジャンル、および、前記第２の入力映像信号の第２の映像ジャンルを検出するジャンル検出部をさらに備え、前記第１の制御特性の設定は前記第１の映像ジャンルに基づいて決定され、前記第２の制御特性の設定は前記第２の映像ジャンルに基づいて決定されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記制御部は、前記ヒストグラムの平均値をＡ、標準偏差をσとするとき、
ｔｈｒｅｓｈ＝Ａ＋Ｎσ（Ｎは定数）
以上の画素を発光部分とすることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第７の技術手段は、第１〜第６のいずれか１の技術手段において、前記制御部は、前記非発光部分において、前記光源の輝度のストレッチによる前記表示部の表示輝度の増加分を、前記入力映像信号の輝度の低下により低減させることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第８の技術手段は、第１〜第７のいずれか１の技術手段の映像表示装置を備えたテレビ受信装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の映像表示装置によれば、入力映像信号に基づいて光源の輝度をストレッチして増大させるとともに、映像信号から映像の発光している部分を検出し、発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、発光部分の表示輝度をエンハンス（発光部分エンハンス処理）して際立たせて表示させる。これにより、輝き感およびコントラスト感を高めた映像表現を行うことが可能となる。さらに、第１の入力映像信号とともに第２の入力映像信号を表示部に表示する指示があったか否かを検出し、その検出結果に応じて、発光部分エンハンス処理の制御を切り替えるため、例えば、複数画面表示が行われる場合は、発光部分エンハンス処理を停止するなどして、輝き感およびコントラスト感が不自然なものとなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る映像表示装置の一実施形態を説明するための図で、映像表示装置の要部の構成例を示すものである。
【図２】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部における処理例を説明するための図である。
【図３】図１の映像表示装置により実行される２画面表示の例を示す図である。
【図４】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部における平均点灯率の算出処理例を説明するための図である。
【図５】図４のバックライトの平均点灯率と画素の階調値を説明するための図である。
【図６】入力映像信号の輝度信号Ｙから生成したＹヒストグラムの例を示す図である。
【図７】図１の映像表示装置のマッピング部が生成するトーンマッピングの例を示す図である。
【図８】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部で出力するＭａｘ輝度について説明するための図である。
【図９】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部の処理により、画面輝度がエンハンスされる状態を示す図である。
【図１０】本発明に係る映像表示装置の他の実施形態を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【図１１】入力映像信号の輝度信号から生成したヒストグラムの例を示すものである。
【図１２】第３の閾値以上の画素に応じた輝度ストレッチの設定例を示す図である。
【図１３】本発明に係る映像表示装置の他の実施形態を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【図１４】本発明に係る映像表示装置の他の実施形態を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【図１５】図１４の映像表示装置のマッピング部が生成するトーンマッピングの例を示す図である。
【図１６】図１４の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部における処理例を説明するための図である。
【図１７】本発明に係る映像表示装置の他の実施形態を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【図１８】本発明に係る映像表示装置の他の実施形態を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【図１９】映像表示装置で表示すべき放送映像信号からＣＭＩを計算する手法を説明する図である。
【図２０】ＲＧＢデータをもつ画素における最明色を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る映像表示装置の一実施形態を説明するための図で、映像表示装置の要部の構成例を示すものである。映像表示装置は、入力映像信号に画像処理を施して映像表示するもので、例えば、映像表示装置は、テレビ受信装置等を構成する。
【００２５】
図１で例示する映像表示装置は、信号処理部１、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４、バックライト制御部５、バックライト部６、表示制御部７、表示部８、映像合成部９、チューナ１０ａ、１０ｂ、デコーダ部１１ａ、１１ｂ、リモコン信号処理部１２、および画面設定部１３を備える。
【００２６】
ここで、信号処理部１は、発光検出部２、マッピング部３を備える。また、画面設定部１３は、表示指示検出部１３ａを備える。なお、本発明の制御部は、バックライト部６と表示部８を制御するものであり、制御部の例としては、信号処理部１、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４、バックライト制御部５、および表示制御部７が挙げられる。
【００２７】
チューナ１０ａ、１０ｂは、アンテナＡにより受信された放送信号のうち、ユーザにより指定された放送信号を受信し、受信した放送信号をデコーダ部１１ａ、１１ｂに出力する。この映像表示装置は、１つの番組の映像信号のみを表示する１画面表示と、２つの番組の映像信号（第１の入力映像信号および第２の入力映像信号）を表示する２画面表示とを切り換えることができ、１画面表示の場合は、一方のチューナ１０ａのみが用いられ、２画面表示の場合は、２つのチューナ１０ａ、１０ｂが用いられる。
【００２８】
また、この映像表示装置は、番組の映像信号（第１の入力映像信号）とともにデータ放送の映像信号（第２の入力映像信号）を表示するデータ放送表示を行うことができ、この場合も、一方のチューナ１０ａのみが用いられる。
【００２９】
デコーダ部１１ａ、１１ｂは、チューナ１０ａ、１０ｂにより入力された放送信号をデコードし、放送信号から番組の映像信号やデータ放送の映像信号などを抽出し、抽出した映像信号を映像合成部９に出力する。
【００３０】
リモコン信号処理部１２は、図示しないリモコン受光部を備え、リモコンＲから受信したリモコン信号を解析し、２つの番組の映像信号を表示する２画面表示を行うか否かを示す情報や、番組の映像信号とデータ放送の映像信号を表示する２画面表示を行うか否かを示す情報、ユーザにより指定された受信番組の情報などを取得する。そして、リモコン信号処理部１２は、画面設定部１３に対して、取得した情報を出力する。
【００３１】
画面設定部１３は、表示指示検出部１３ａを備える。表示指示検出部１３ａは、リモコン信号処理部１２から２つの番組の映像信号を表示する２画面表示を行うことを示す情報を受信することにより、２つの番組の映像信号を表示する指示がユーザからあったことを検出する。
【００３２】
そして、画面設定部１３は、その指示があったことを検出した場合、チューナ１０ａ、１０ｂの両方を機能させるとともに、それぞれのデコーダ部１１ａ、１１ｂに対して映像合成部９に番組の映像信号を出力するように指示をする。さらに、画面設定部１３は、信号処理部１、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に対して、２画面表示が実行されることを示す信号を出力する。
【００３３】
また、表示指示検出部１３ａは、リモコン信号処理部１２から番組の映像信号とデータ放送の映像信号を表示する２画面表示を行うことを示す情報を受信することにより、番組の映像信号とデータ放送の映像信号を表示する指示がユーザからあったことを検出する。
【００３４】
そして、画面設定部１３は、その指示があったことを検出した場合、チューナ１０ａのみを機能させるとともに、デコーダ部１１ａに対して映像合成部９に番組の映像信号とデータ放送の映像信号とを出力するように指示をする。さらに、画面設定部１３は、信号処理部１、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に対して、２画面表示が実行されることを示す信号を出力する。
【００３５】
２つの番組の映像信号を表示する指示、または、番組の映像信号とデータ放送の映像信号を表示する指示がない場合、画面設定部１３は、チューナ１０ａのみを機能させるとともに、デコーダ部１１ａに対して映像合成部９に番組の映像信号を出力するように指示をする。さらに、画面設定部１３は、信号処理部１、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に対して、１つの番組の映像信号のみを表示する１画面表示が実行されることを示す信号を出力する。
【００３６】
映像合成部９は、２つの番組の映像信号を表示する２画面表示が実行される場合、デコーダ部１１ａ、１１ｂにより出力された２つの番組の映像信号を合成し、合成の結果得られた映像信号をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。
【００３７】
また、映像合成部９は、番組の映像信号とデータ放送の映像信号を表示する２画面表示が実行される場合、デコーダ部１１ａにより出力された番組の映像信号とデータ放送の映像信号を合成し、合成の結果得られた映像信号をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。
【００３８】
また、映像合成部９は、１つの番組の映像信号を表示する１画面表示がなされる場合、デコーダ部１１ａにより出力された番組の映像信号を、他の映像信号と合成することなく、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。
【００３９】
一画面表示が実行される場合は、デコーダ部１１ａにより出力された番組の映像信号は、信号処理部１のマッピング部３で生成されたトーンマッピングの情報に基づいて、トーンマッピングが適用された後、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に入力される。
【００４０】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、入力された映像信号に従って、映像信号による画像を所定領域に分割し、分割領域ごとに映像信号の最大階調値を抽出する。そしてその抽出した値に基づきバックライト部６の点灯率を計算する。点灯率は、映像の分割領域に対応したバックライト部６の領域ごとに定められるもので、ここで言う点灯率とは後述するように実際には変更されるため、仮の値であると言える。
【００４１】
また、バックライト部６は、表示部８を照明するための光源の一例であり、複数のＬＥＤにより構成され、領域ごとに輝度の制御が可能となっている。バックライト部６の領域ごとの点灯率は、予め定められた演算式に基づき決定されるが、基本的に高階調の明るい最大階調値を有する領域では、ＬＥＤの輝度は低下することなく維持され、低階調の暗い最大階調値を有する領域では、ＬＥＤの輝度を低下させるような演算が行われる。
【００４２】
なお、最大階調値の代わりに平均階調値など、入力映像信号の明るさに関連する他の特徴量から点灯率を計算してもよく、平均階調値から点灯率を計算する場合には、高階調の明るい平均階調値を有する領域では、ＬＥＤの輝度は低下することなく維持され、低階調の暗い平均階調値を有する領域では、ＬＥＤの輝度を低下させるような演算などが行われるようにすればよい。
【００４３】
そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、各領域の点灯率からバックライト部６の全体の平均点灯率を計算し、その平均点灯率に応じて、所定の演算式により、バックライト部６の最大発光輝度のストレッチ量（以下、輝度ストレッチ量）を計算する。バックライト部６の最大発光輝度（ＬＥＤの最大発光輝度）をこの輝度ストレッチ量だけストレッチすることで、画面内の全領域で取り得る最大の画面輝度を、基準輝度から所定量だけストレッチすることができる。このストレッチする元となる基準輝度は、例えば最大階調値のときに画面輝度が５５０（ｃｄ／ｍ２）となるような輝度である。この基準の輝度は、この例に限ることなく適宜定めることができる。
【００４４】
以下、画面内の全領域で取り得る、最大階調値のときのストレッチ後の最大の画面輝度を、「Ｍａｘ輝度」と呼ぶ。上述のように輝度ストレッチ量は平均点灯率により決まる値であり、Ｍａｘ輝度は輝度ストレッチ量により決まる値であるため、図２のグラフで例示するように、Ｍａｘ輝度は平均点灯率に応じて決まる値と言える。なお、図２は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４における処理例を説明するための図で、バックライト部６の平均点灯率（ウィンドウサイズ）に対するＭａｘ輝度（ｃｄ／ｍ２）の関係を示すグラフの一例を示している。
【００４５】
なお、図２のグラフでは、平均点灯率が小さな範囲において、Ｍａｘ輝度が基準輝度（この例では５５０ｃｄ／ｍ２）より小さくなっており、このことは輝度ストレッチ量がマイナスとなっていることを示している。この例のように、平均点灯率によっては輝度ストレッチ量がマイナスとなる場面があったとしても、図２のＭａｘ輝度のグラフを全ての平均点灯率に亘って積分した積分値は、基準輝度を全ての平均点灯率に亘って積分した積分値より大きいことから、全体的に見れば最大発光輝度や最大画面輝度（つまり最大表示輝度）が「ストレッチ」により増強されていると言える。
【００４６】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、平均点灯率に応じて計算した輝度ストレッチ量だけ最大発光輝度がストレッチするように、上記した領域ごとの点灯率（仮の点灯率）を変更する。このような、分割領域ごとの点灯率の計算および平均点灯率に応じた点灯率の変更（ストレッチ後の点灯率の計算）を含む一連の分割領域ごとの点灯率の制御をエリアアクティブ制御と呼ぶ。
【００４７】
このように、入力映像信号による画像を複数の領域に分割し、その分割領域の映像信号の階調値に基づいて、その分割領域に対応する光源の領域の点灯率を変化させ、光源の全ての領域について光源の領域の点灯率を平均した平均点灯率を求め、その平均点灯率に予め関係付けられた表示部８の画面上で取り得る最大表示輝度（Ｍａｘ輝度）に基づいて、光源の輝度をストレッチすることが好ましい。そのため、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、平均点灯率に応じて決まるＭａｘ輝度を、フィードバックのために信号処理部１のマッピング部３に出力する。
【００４８】
信号処理部１の発光検出部２では、１画面表示が行われる場合に、映像合成部９により出力された番組の映像信号の明るさに関係する所定の特徴量に基づき、フレームごとに画素値を積算したヒストグラムを生成し、そのヒストグラムを用いて発光している部分を検出する。発光している部分は、ヒストグラムの平均値と標準偏差とにより求められるもので、ヒストグラムごとの相対的な値として検出される。すなわち、発光検出部２は、映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して、画素数を積算したヒストグラムを生成し、そのヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出する。この処理については、後に詳しく説明する。
【００４９】
映像信号のＮ＋１番目のフレームｆＮ＋１について説明すると、マッピング部３は、発光検出部２でフレームｆＮ＋１について検出された発光部分の情報と、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４から出力されたＮ番目のフレームｆＮのＭａｘ輝度とを使用して、フレームｆＮ＋１用のトーンマッピングの情報を生成し、その情報を映像信号のフレームｆＮ＋１に適用するために乗算器に出力する。
【００５０】
このトーンマッピングの情報は、フレームｆＮ＋１における発光していないとみなす部分（非発光部分）に対して、バックライト部６の輝度ストレッチ分に相当する輝度を低下させるように生成される。この乗算器は、トーンマッピングを映像信号に適用するためのものであり、フレームｆＮ＋１の映像信号の各画素値に対し、フレームｆＮ＋１用のトーンマッピングが示すゲイン係数を乗算し、その結果得られた映像信号をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。
【００５１】
また、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、バックライト部６を制御するための制御データをバックライト制御部５に出力し、バックライト制御部５は、そのデータに基づいてバックライト部６のＬＥＤの発光輝度を分割領域ごとに制御する。この制御データは、上記した領域ごとのストレッチ後の点灯率になるように、バックライト部６を制御するデータである。
【００５２】
映像信号のフレームｆＮ＋１を表示させる際のバックライト部６への制御データは、フレームｆＮのＭａｘ輝度をフィードバックして得たトーンマッピングを適用したフレームｆＮ＋１の映像信号について、バックライト部６の領域ごとの点灯率を上記予め定められた演算式に基づき計算した後、ストレッチにより変更することで、得ることができる。バックライト部６のＬＥＤの輝度は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で行われるが、電流制御もしくはこれらの組み合わせによって所望の値となるように制御することもできる。
【００５３】
さらに、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、表示部８を制御するための表示制御データを表示制御部７に出力し、表示制御部７は、その表示制御データに基づいて表示部８の表示を制御する。映像信号のフレームｆＮ＋１を表示させる際の表示制御データは、フレームｆＮのＭａｘ輝度をフィードバックして得たトーンマッピングをフレームｆＮ＋１に適用した後の映像信号について、その映像信号が示す映像を表示するように、表示部８を制御するデータである。表示部８は、バックライト部６のＬＥＤにより照明されて画像を表示する液晶パネルが用いられる。
【００５４】
このように、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４では、平均点灯率に応じてバックライト輝度をストレッチしてバックライト部６のＬＥＤの輝度を増大させ、この輝度ストレッチの情報（上記のＭａｘ輝度）を信号処理部１に戻して、映像信号に対してバックライト部６の輝度ストレッチ分に相当する輝度を低下させる。輝度ストレッチはバックライト部６の全体に対して行われ、映像信号処理による輝度低下は、発光部分を除く発光していないとみなす部分（非発光部分）に生じる。
【００５５】
つまり、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４では、バックライト輝度をストレッチしてバックライト部６のＬＥＤの輝度を増大させ、映像信号のうち非発光部分の輝度を低下させる、といった処理により発光部分の表示輝度をエンハンスする（以下、発光部分エンハンス処理）。このような映像信号処理とバックライトの輝度制御処理とによって、発光している部分のみの画面輝度を増大させ、高いコントラストで映像表現を行うことができ、画質を向上させることができる。
【００５６】
映像信号のうち非発光部分の輝度を低下させる処理では、非発光部分に対してバックライト部６の輝度ストレッチ分に相当する輝度を低下させることが、非発光部分の画面輝度をある程度保つ上で好ましい。すなわち、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、非発光部分（つまり、所定の特徴量が低い所定領域）において、光源の輝度のストレッチによる表示部８の表示輝度の増加分を、映像信号の輝度の低下により低減させることが好ましい。
【００５７】
本発明の主たる目的は、入力映像信号に対して発光部分エンハンス処理を行い、輝き感およびコントラスト感を高めつつ、複数画面表示が行われる場合に、輝き感およびコントラスト感が不自然なものとなることを防止できるようにすることにある。このための構成として、映像表示装置は、表示指示検出部１３ａと、本発明の制御部の一例である信号処理部１、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４、バックライト制御部５、および表示制御部７とを備える。
【００５８】
上述したように、表示指示検出部１３ａは、２つの番組の映像信号を表示する２画面表示の実行指示がユーザからあったか否か、または、番組の映像信号とデータ放送の映像信号とを表示する２画面表示の実行指示がユーザからあったか否かを検出する。そして、信号処理部１およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、２画面表示の実行指示があったことが検出されない場合に発光部分エンハンス処理を実行し、その実行指示があったことが検出された場合に発光部分エンハンス処理を停止する。
【００５９】
なお、発光部分エンハンス処理とは、上述したように、光源の輝度をストレッチして増大させるとともに、入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して、画素数を積算したヒストグラムを生成し、ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、入力映像信号のうち発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、発光部分の表示輝度をエンハンスするものである。
【００６０】
図３は、映像表示装置により実行される２画面表示の例を示す図である。図３（Ａ）には、２つの番組の映像２０ａ、２０ｂが示されている。映像２０ａは暗い映像であり、映像２０ｂは明るい映像である。仮にこのような２画面表示に対して、上述したような発光部分エンハンス処理を実行したとすると、暗い映像２０ａの点灯率と明るい映像２０ｂの点灯率とが平均化された平均点灯率を用いて発光部分エンハンス処理が実行されるので、それぞれの映像２０ａ、２０ｂに適した発光輝度が設定されなくなる場合がある。そこで、信号処理部１およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、表示指示検出部１３ａにより２つの番組の映像信号を表示する指示がユーザからあったことが検出された場合に、発光部分エンハンス処理を停止する。
【００６１】
また、図３（Ｂ）には、番組の映像２１ａとデータ放送の映像２１ｂとが示されている。このような２画面表示がなされた場合、ユーザは文字を注視することになる。そのため、上述したような発光部分エンハンス処理を実行した結果、データ放送の映像２１ｂの部分が過度に明るくなると、画質が劣化し、ユーザが眩しさを感じる。これを防止するため、信号処理部１およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、表示指示検出部１３ａにより番組の映像信号とデータ放送の映像信号を表示する指示がユーザからあったことが検出された場合に、発光部分エンハンス処理を停止する。
【００６２】
発光部分エンハンス処理を停止する場合、信号処理部１は、発光検出部２での処理を停止させ、マッピング部３は、例えば、デフォルト設定のトーンマッピング（一例として入出力が１対１に対応したトーンカーブなど）を乗算器に出力する。また、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、エリアアクティブ制御、輝度ストレッチに係る処理を停止し、入力映像信号に対して、バックライト部６を制御するための制御データをバックライト制御部５に出力すると共に、表示部８を制御するための表示制御データを表示制御部７に出力する。これらの制御データおよび表示制御データとしては、例えば、デフォルト設定のデータを用いることができる。
【００６３】
なお、上記のエリアアクティブ制御は、映像を所定の複数の領域（エリア）に分割し、分割領域ごとにＬＥＤの発光輝度を制御するものであるが、発光部分エンハンス処理を停止させた場合でも、このエリアアクティブ制御については実行してもよい。例えば、後述の図４（Ｃ）に示すように、分割領域毎に映像信号の最大階調値を抽出し、抽出した最大階調値に応じて領域毎のＬＥＤの点灯率（駆動ｄｕｔｙ）を決定する。この場合、輝度ストレッチは行わないため、平均点灯率から求めたＭａｘ輝度に応じてバックライト輝度をストレッチする処理は停止される。そして、これに伴い、輝度ストレッチの情報（Ｍａｘ輝度）をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４から信号処理部１にフィードバックする処理も停止される。
【００６４】
以下に上記の構成を有する本実施形態の各部の処理例をより具体的に説明する。
図４は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４における平均点灯率の算出処理例を説明するための図であり、図５は、図４のバックライトの平均点灯率と画素の階調値を説明するための図である。
【００６５】
本発明の実施形態に適用されるエリアアクティブ制御は、映像を所定の複数の領域（エリア）に分割し、その分割した領域に対応するＬＥＤの発光輝度を領域ごとに制御するものである。ここでは、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４が、入力映像信号に基づいて、１フレームの映像を予め定められた複数の領域（上記のエリア）に分割し、その分割した領域に対応するＬＥＤの発光輝度をその分割領域ごとに制御する。
【００６６】
まず、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、図４（Ａ）に例示するような映像について、図４（Ｂ）に示すように全画面の映像領域を縦方向に１２分割、横方向に１２分割してなる１４４個の領域に分割する。また、バックライト部６として各領域につき少なくとも１つのＬＥＤが配設されているものとする。
【００６７】
そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、各領域について、映像信号の最大階調値を抽出し、抽出した最大階調値に応じて領域ごとのＬＥＤの仮の点灯率を決定する。上述したように、最大階調値の代わりに、映像信号の階調平均値などの他の明るさに関する特徴量を用いてもよい。この特徴量としては統計値が用いられる。以下、最大階調値を抽出した例により説明する。図４（Ｂ）では、各領域について、ＬＥＤの点灯率をグレイスケールで図示しており、例えば図４（Ａ）の映像のうち花火があるような階調が高く明るい部分では、図４（Ｂ）に示すように、点灯率を上げて明るくなるようにしている。このときの処理を更に具体的に説明する。
【００６８】
１フレームの各分割領域から最大階調値を抽出したときの様子およびその最大階調値に対応した点灯率の一例を図４（Ｃ）に示す。また、図４（Ｄ）に各領域の点灯率と画面全体の平均点灯率とを示す。図４（Ｃ），（Ｄ）では、説明を簡単にするため、１フレームの画面を８つの領域（エリアＮｏ.１〜８）に分割した例を挙げるが、図４（Ｂ）のようにより多くの領域に分割して処理することもでき、最大では設けたＬＥＤの数と同じ数の領域に分割して処理できる。
【００６９】
まず、エリアＮｏ.１〜８の領域のそれぞれについて、領域内の最大階調値からその領域のバックライトの仮のＬＥＤの点灯率を計算する。仮の点灯率は、例えばＬＥＤの駆動ｄｕｔｙ（以下、ＬＥＤ  ｄｕｔｙ）によって示すことができる。この場合、点灯率の最大値は１００％である。なお、上述したように、ＬＥＤの輝度はＰＷＭおよび／または電流制御によって所望の値となるように制御されるが、以下の説明では、説明の簡略化のためにＰＷＭ制御のみを採用した例を挙げている。後述のストレッチ処理によりＰＷＭ制御におけるデューティが１００％を超える場合は、電流制御を兼用することができる。
【００７０】
各領域のＬＥＤの仮の点灯率の決定においては、最大階調値が低く暗い領域については、点灯率を下げてバックライトの輝度を低下させる。各領域の実際の点灯率は、表示したい階調を正確に表示し、かつＬＥＤ  ｄｕｔｙをできるだけ低くするように決定する。各領域においてＬＥＤ  ｄｕｔｙをできるだけ低くしたいが、表示したい階調をつぶしたりせずに正確に表示する必要があるため、領域内の最大階調が表示でき、なおかつできるだけＬＥＤ  ｄｕｔｙを低くするようなＬＥＤ  ｄｕｔｙ（仮の点灯率）を設定し、それをもとに表示部８（ここではＬＣＤパネル）の階調を設定する。
【００７１】
一例として、映像の階調値が０−２５５の８ビットデータで表現される場合で、かつ、図４（Ｃ）のうちの１つのエリア内の複数の画素の階調値が図５（Ａ）で示される場合について説明する。図５（Ａ）で示す画素群では、最大階調値が１２８であり、この場合には、図５（Ｂ）で示すように、そのエリアでのバックライトの点灯率を（１／（２５５／１２８））２.２＝０.２１７倍（２１.７％）に低下させる。そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、このように仮の点灯率を決めるとともに、表示部８における画素ごとの階調値を、その画素が含まれる領域についての仮の点灯率を考慮して計算すればよい。例えば、表示したい階調値が９６の場合、９６／（１２８／２５５）＝１９２であるため、階調値１９２を用いて画素を表現すればよい。同様にして、図５（Ａ）の各画素に対して表示させる際の階調値を計算した結果を、図５（Ｃ）に示す。
【００７２】
なお、本発明では、仮の点灯率から求めた平均点灯率に基づき輝度ストレッチを行うため、実際の点灯率は上述の場合に２１．７％のままではないが、その輝度ストレッチ分（正しくは前フレームでの輝度ストレッチ分）をマッピング部３によるトーンマッピングで既に反映させ、その結果が上記表示したい階調値（「９６」で例示）である。よって、表示制御部７は、図５（Ａ）で示す画素群については、図５（Ｃ）で示す階調値の表示制御データで、表示部８を表示制御すればよい。
【００７３】
図４（Ｃ）の例では、グレイスケールで示した各領域の最大階調値に対して、パーセンテージで示したようにバックライトの点灯率が１０〜９０％の範囲で決定されている。なお、図４（Ｃ）のパーセンテージをエリア別に並べたグラフが図４（Ｄ）である。この点灯率計算方法はその一例を示すものであるが、基本的には明るい高階調の領域はバックライト輝度を下げることなく、低階調の暗い領域についてバックライトの輝度を低下させるように予め定めた演算式に従って各領域の仮の点灯率を計算する。
【００７４】
次に、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、映像信号の最大階調値から計算した領域ごとのバックライトの仮の点灯率を平均して、１フレームにおけるバックライト部６の平均点灯率を計算する。計算された画面全体の平均点灯率は、各領域において点灯率が高い領域が多くなれば当然高くなる。この例では、平均点灯率は、図４（Ｄ）に実線で示したようなレベルとなり、実際の値は約５３％となる。
【００７５】
実際のバックライト部６の輝度は、平均点灯率に応じて決まる、出し得る最大発光輝度の値（上記したＭａｘ輝度に対応する最大発光輝度）に基づいて、つまり上記の輝度ストレッチ量に基づいて、各領域の仮の点灯率をストレッチすることで増強される。
【００７６】
このＭａｘ輝度は、取り得る画面輝度の最大値であり、例えば図２のような関係に基づき決定される。図２のグラフにおける横軸は、バックライトの平均点灯率（ウィンドウサイズ）であるが、この平均点灯率は、点灯率１００％の点灯領域（ウィンドウ領域）と点灯率０％の消灯領域との比として表すことができる。点灯領域がない状態では平均点灯率はゼロであり、点灯領域のウィンドウが大きくなるに従って平均点灯率は増大し、全点灯では平均点灯率は１００％になる。
【００７７】
図２では、バックライトが全点灯（平均点灯率１００％）のときのＭａｘ輝度を例えば、５５０（ｃｄ／ｍ２）とし、これをストレッチ前の基準輝度とする。そして本実施形態では、平均点灯率が１００％から下がっていくに従って、Ｍａｘ輝度を増大させる。なお、８ビット表現の場合、階調値が２５５階調の画素が画面内で最も画面輝度が高くなり、取り得る最大の画面輝度（Ｍａｘ輝度）になる。このことから、同じ平均点灯率であっても、画素の階調値によってはＭａｘ輝度まで画面輝度が上がらないことがわかる。
【００７８】
図２では、平均点灯率がＰのときに、Ｍａｘ輝度の値は最も大きくなり、このときの最大の画面輝度は１５００（ｃｄ／ｍ２）となる。つまりＰのときには、取り得る最大の画面輝度は、全点灯時の５５０（ｃｄ／ｍ２）に比較して１５００（ｃｄ／ｍ２）までストレッチされることになる。Ｐは、比較的平均点灯率が低い位置に設定されている。つまり全体に暗い画面で平均点灯率が低く、かつ一部に高階調のピークがあるような画面のときに、最高で１５００（ｃｄ／ｍ２）になるまでバックライトの輝度がストレッチされる。
【００７９】
また、高い平均点灯率のときほど、バックライトの輝度のストレッチの程度が小さい理由は、もともと明るい画面ではバックライトの輝度を過度に行うと却って眩しく感じることがあるため、ストレッチの程度を抑えるようにするためである。
【００８０】
また、平均点灯率が低い範囲は、暗い画面の映像に相当するものであり、バックライトの輝度をストレッチして画面輝度を上げるよりも、逆にバックライトの輝度を抑えてコントラストを向上させ、黒浮きを抑えて表示品位を保つことが好ましい。よって、図２の例では、このような低平均点灯率における黒浮き抑制のための設定を採用し、平均点灯率Ｐから平均点灯率０（全黒）まではＭａｘ輝度の値を徐々に低下させている。
【００８１】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、図２の曲線に従って、バックライトの輝度をストレッチし、その制御信号をバックライト制御部５に出力する。ここでは上記のように映像の分割領域ごとに検出される最大階調値に応じて平均点灯率が変化し、その平均点灯率に応じて輝度ストレッチの状態が変化する。
【００８２】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に入力される映像信号は、以下に説明する信号処理部１による信号処理により生成されたトーンマッピングの情報を用いてトーンマッピングが適用され、低階調領域がゲインダウンされる。これにより、低階調の非発光領域ではバックライトの輝度がストレッチされた分、映像信号のゲインダウンによって輝度が低減され、結果として発光している領域のみで画面輝度がエンハンスされ、輝き感が増すようになっている。
【００８３】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、図２の曲線に従ってバックライトの平均点灯率から求めたＭａｘ輝度の値を、信号処理部１のマッピング部３に出力する。そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４から出力されたＭａｘ輝度を使用して、マッピング部３はトーンマッピングを行う。
【００８４】
つぎに、信号処理部１について説明する。
信号処理部１の発光検出部２では、発光している部分を映像信号から検出する。図６は、入力映像信号の輝度信号Ｙから生成したＹヒストグラムの例を示す図である。発光検出部２では、入力した映像信号のフレームごとに、輝度階調ごとの画素数を積算してＹヒストグラムを生成する。横軸は輝度Ｙの階調値で、縦軸は階調値ごとに積算した画素数（頻度）を示している。ここでは、輝度Ｙについて発光部分を検出するものとする。輝度Ｙは、発光部分を検出するためのヒストグラムを作成する映像の特徴量の一例であり、特徴量の他の例については後述する。
【００８５】
Ｙヒストグラムが生成されると、そのＹヒストグラムから平均値（Ａｖｅ）、標準偏差（σ）を計算し、これらを用いて２つの閾値Ｔｈを計算する。
第２の閾値Ｔｈ２は、発光境界を定めるものであり、Ｙヒストグラムにおいてこの閾値Ｔｈ２以上の画素は、発光している部分であるものとみなして処理を行う。第２の閾値Ｔｈ２は、Ｎを所定の定数、σを標準偏差として、下式（１）で表すことができる。つまり、発光検出部２では、下式（１）のＴｈ２以上の画素を発光部分として検出する。
Ｔｈ２  ＝  Ａｖｅ＋Ｎσ          ・・・式（１）
【００８６】
また、第１の閾値Ｔｈ１は、Ｔｈ２より小さい領域の階調性などの違和感を抑えるために設定されるもので、ＭをＭ＜Ｎを満たす所定の定数として、下式（２）で表すことができる。
Ｔｈ１  ＝  Ａｖｅ＋Ｍσ          ・・・式（２）
発光検出部２が検出した第１および第２の閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の値は、マッピング部３に出力され、トーンマッピングの生成に使用される。
【００８７】
図７は、マッピング部３が生成するトーンマッピングの一例を示す図である。図７において、横軸は映像の輝度値の入力階調で、縦軸は出力階調である。発光検出部２で検出された第２の閾値Ｔｈ２以上の画素については、映像の中で発光している部分であり、発光している部分を除いて圧縮ゲインを適用してゲインダウンする。このときに、発光境界であるＴｈ２より小さい領域に一律に一定の圧縮ゲインを適用して出力階調を抑えると、階調性に違和感が生じる。従って、発光検出部２にて第１の閾値Ｔｈ１を設定して検出し、Ｔｈ１より小さい領域に対して第１のゲインＧ１を設定し、Ｔｈ１とＴｈ２の間を線形で結ぶように第２のゲインＧ２を設定してトーンマッピングを行う。
【００８８】
つぎに、ゲインの設定方法について説明する。
マッピング部３には、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４からＭａｘ輝度の値が入力される。Ｍａｘ輝度は、上述したように、バックライトの平均点灯率から定められる最大画面輝度を示すもので、Ｍａｘ輝度の値として、例えばそれに対応する、最大発光輝度を示すバックライトデューティ（ＬＥＤ  ｄｕｔｙ）の値を用いることができる。
【００８９】
第１のゲインＧ１は、第１の閾値Ｔｈ１より小さい領域に適用されるもので、下式（３）により設定される。
Ｇ１＝（Ｌｓ／Ｌｍ）１／γ          ・・・式（３）
ここで、Ｌｓは、基準輝度（バックライト輝度をストレッチしないときの基準輝度；一例として最大の画面輝度が５５０ｃｄ／ｍ２となるときの輝度）であり、Ｌｍは、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４から出力されたＭａｘ輝度である。従って、第１の閾値Ｔｈ１より小さい領域に適用される第１のゲインＧ１は、バックライトの輝度ストレッチにより増加する画面輝度分を低減させるように、映像信号の出力階調を低下させる。
【００９０】
第２の閾値Ｔｈ２以上のトーンマッピングは、ｆ（ｘ）＝ｘとする。つまり、入力階調＝出力階調とし、出力階調を低下させる処理は行わない。第１の閾値Ｔｈ１〜第２の閾値Ｔｈ２までの間は、第１のゲインＧ１によって低下させた第１の閾値Ｔｈ１の出力階調と、第１の閾値Ｔｈ１の出力階調とを直線で結ぶように設定する。つまり、Ｇ２＝（Ｔｈ２−Ｇ１・Ｔｈ１）／（Ｔｈ２−Ｔｈ１）によって第２のゲインＧ２を決定する。
上記の処理により、図７に示すようなトーンマッピングを得る。このときに、Ｔｈ１、Ｔｈ２の接続部分については、所定の範囲（例えば接続部分±Δ（Δは所定値））を２次関数でスムージングするとよい。
【００９１】
マッピング部３が生成したトーンマッピングは、映像合成部９により出力された映像信号に適用され、バックライトの輝度ストレッチ量に基づき低階調部分の出力が抑えられた映像信号が、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に入力される。
【００９２】
図８は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４で出力するフレームｆＮ，ｆＮ＋１のＭａｘ輝度について説明するための図である。なお、図８で示すグラフは、図２で示したグラフと同じである。
【００９３】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、上述したように、マッピング部３で生成したトーンマッピングを適用した映像信号を入力し、その映像信号に基づいてエリアアクティブ制御を行い、平均点灯率に基づくＭａｘ輝度の決定も行う。このときのフレームをフレームｆＮとする。フレームｆＮのＭａｘ輝度の値は、マッピング部３に出力される。マッピング部３では、入力したフレームｆＮのＭａｘ輝度を使用して図７に示すようなトーンマッピングの情報を生成し、フレームｆＮ＋１の映像信号に適用する。
【００９４】
こうして、本実施形態では、エリアアクティブ制御の平均点灯率に基づくＭａｘ輝度をフィードバックして、次のフレームのトーンマッピングに使用する。マッピング部３は、フレームｆＮで決定されたＭａｘ輝度に基づいて、図７で説明したように、第１の閾値Ｔｈ１より小さい領域について映像出力を低下させるゲイン（第１のゲインＧ１）を適用する。Ｔｈ１とＴｈ２の間の領域についてＴｈ１とＴｈ２の間を線形で結ぶ第２のゲインＧ２を適用してＴｈ１とＴｈ２の間の映像出力を低下させる。
【００９５】
図８の例では、平均点灯率がＰ以上の高点灯率の領域において、フレームｆＮで非発光部分の映像出力を低下させるゲインが適用されているため、フレームｆＮ＋１では、領域ごとの最大階調値が低下して点灯率が下がる傾向となり、フレームｆＮ＋１では、Ｍａｘ輝度が上がる傾向となる。これにより、フレームｆＮ＋１ではさらにバックライトの輝度ストレッチ量が大きくなって、画面の輝き感が増す傾向となる。ただし、この傾向はＰより低点灯率の領域では見られず、逆の傾向となる。
【００９６】
図９は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４の処理により、画面輝度がエンハンスされる状態を示す図である。図９において、横軸は入力映像信号の階調値で、縦軸は表示部８の画面輝度（ｃｄ／ｍ２）であり、Ｓ２，Ｓ３は、それぞれ発光検出部２で使用した第１および第２閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の階調値の位置に相当する。
【００９７】
上記のように発光検出部２で検出した第２の閾値Ｔｈ２以上の領域では、バックライトの輝度ストレッチ量に応じて映像信号の出力階調を低下させる信号処理が行われていない。この結果、Ｓ３〜Ｓ４では、入力映像信号は、エリアアクティブ制御により決定されたＭａｘ輝度に従うγカーブでエンハンスされて表示される。Ｓ４は入力映像信号が最高階調値（２５５）であるときの画面輝度を示しており、例えばＭａｘ輝度が１５００（ｃｄ／ｍ２）である場合、最高階調での画面輝度は１５００（ｃｄ／ｍ２）となる。
【００９８】
一方、Ｓ１〜Ｓ２までの入力階調値の場合には、上記のように、バックライトの輝度ストレッチにより増加する画面輝度分を低減させるように第１のゲインＧ１が映像信号に適用されているため、基準輝度に基づくγカーブで画面表示される。エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４で決定されたＭａｘ輝度に従って、マッピング部３で輝度ストレッチ分に対応して、閾値Ｔｈ１（Ｓ２に相当）より小さい範囲で映像信号の出力値を抑えたからである。Ｓ２〜Ｓ３は、Ｔｈ１〜Ｔｈ２のトーンマッピングに応じて画面輝度が遷移する。
【００９９】
Ｍａｘ輝度が大きくなると、Ｓ１〜Ｓ２の基準輝度に基づく曲線と、Ｓ３〜Ｓ４のＭａｘ輝度に基づく曲線との画面輝度方向の差が大きくなる。基準輝度に基づく曲線は、前述のように、最大階調値の画面輝度が、バックライト輝度をストレッチしないときの基準輝度（一例として最大階調値の画面輝度が５５０ｃｄ／ｍ２）となるγカーブであり、Ｍａｘ輝度に基づく曲線は、最大階調値の画面輝度が、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４で決定されたＭａｘ輝度となるγカーブである。
【０１００】
こうして、入力映像信号が０階調（Ｓ１）からＳ２までの間では、基準輝度で画面輝度を制御する。階調が低く暗い映像の場合には、輝度を上げて表示させるとコントラストの低下や黒浮き等の品位低下が生じるため、バックライトの輝度ストレッチ分だけ映像信号処理により輝度を抑えて画面輝度が上がらないようにする。
【０１０１】
また、入力映像信号がＳ３以上の範囲は、発光しているとみなしている範囲であるので、輝度ストレッチによりバックライトをストレッチした状態で、映像信号を抑えることなく維持する。これにより、画面輝度がエンハンスされ、より輝き感のある高品位の画像表示を行うことができる。なお、Ｓ１〜Ｓ２までのγカーブは、基準輝度に一致させる必要はなく、発光部分のエンハンス領域との差を持たせるレベルのものであれば、ゲインＧ１を適宜調整して設定することができる。
【０１０２】
（実施形態２）
図１０は、本発明に係る映像表示装置の他の実施形態（実施形態２）を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【０１０３】
実施形態２の映像表示装置は、実施形態１の映像表示装置と同様の構成を有しているが、実施形態１の映像表示装置と異なり、トーンマッピングを行う際に用いるＭａｘ輝度の値をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４で決定することなく、発光検出部２が発光部分の検出結果に基づき輝度ストレッチ量を決定し、マッピング部３がその決定された輝度ストレッチ量に基づいてトーンマッピングを実行する。従って、マッピング部３では、実施形態１のように、輝度ストレッチによるＭａｘ輝度値をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４から取得する必要はない。無論、発光検出部２が発光部分の検出のみを行い、マッピング部３が、発光部分の検出結果から輝度ストレッチ量を計算するように構成してもよい。
【０１０４】
図１１は、映像信号の輝度信号Ｙから生成したＹヒストグラムの例を示すものである。この映像信号は、映像合成部９により出力されたものである。なお、２画面表示の場合、実施形態１と同様に、信号処理部１は、発光検出部２での処理を停止させるので、１画面表示における映像信号にのみ以下に説明する処理が実行される。
【０１０５】
実施形態１と同様に、発光検出部２では、入力した映像信号のフレームごとに、画素の輝度階調ごとの画素数を積算してＹヒストグラムを生成する。そしてそのＹヒストグラムから平均値（Ａｖｅ）、標準偏差（σ）を計算し、これらを用いて２つの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を計算する。実施形態１と同様に、第２の閾値Ｔｈ２は、発光境界を定めるものであり、Ｙヒストグラムにおいてこの閾値Ｔｈ２以上の画素は、発光している部分であるものとみなすものである。
【０１０６】
本実施形態では、さらに第３の閾値Ｔｈ３を設定する。第３の閾値Ｔｈ３は、Ｔｈ１とＴｈ２の間にあり、発光部分の画素の状態を検出するために設けられる。閾値Ｔｈ３は、Ｔｈ２と同じ値でもよいが、Ｔｈ２以上の発光部分にマージンを持たせて広めにとり、処理を行いやすくするために設けられている。従って、Ｔｈ３は下式（４）のようになる。
Ｔｈ３  ＝  Ａｖｅ＋Ｑσ（Ｍ＜Ｑ≦Ｎ）          ・・・式（４）
【０１０７】
図１２は、第３の閾値Ｔｈ３以上の画素に応じた輝度ストレッチの設定例を示す図である。横軸は閾値Ｔｈ３以上の画素値のスコア、縦軸はスコアに応じた輝度ストレッチ量を示している。
スコアは、［輝度がある閾値より大きい画素の割合］×［閾値からの距離（輝度の差）］と定義し、第３の閾値Ｔｈ３より大きい階調値を持つ画素の画素数をカウントし、閾値Ｔｈ３からの距離に重み付けをして算出することにより得られた明るさの度合いを示すもので、例えば、下式（５）により計算される。
【数１】
0005221780.tif 000002
【０１０８】
式（５）において、ｃｏｕｎｔ［ｉ］は、階調値ｉごとに画素数をカウントした値である。また、ｉ２−（Ｔｈ３）２は、図１１で示したような輝度についての距離（輝度の差）を指し、代わりに、明度Ｌ＊における閾値からの距離を採用してもよい。なお、この２乗は輝度を表すものであり、実際には２．２乗となる。つまり、デジタルのコード値がｉの場合、輝度はｉ２．２となる。そのとき、明度Ｌ＊は（ｉ２．２）１／３≒ｉとなる。実際の映像表示装置で検証した結果、輝度での閾値からの差が明度での閾値からの差などより効果的であった。また、式（５）において、全画素数とはｉ＞Ｔｈ３に限らず全ての画素数をカウントした値を指す。スコアとしてこのような計算値を採用すると、発光部分のうちＴｈ３から離れた高階調の画素が多い場合にはスコアが高くなる。また、Ｔｈ３より大きな画素数が一定であっても、階調が高い画素が多い方がスコアは高くなる。
【０１０９】
そして、スコアが一定以上に高いレベルでは、輝度ストレッチ量を高く設定し、高階調の輝いている映像をより高輝度にストレッチして輝き感を増す。この例では、スコアが一定以上の高い部分では、輝度ストレッチ後に取りうる最大の画面輝度が１５００（ｃｄ／ｍ２）となるように設定する。また、スコアが低い場合には、スコアが小さくなるほど輝度ストレッチ量が小さくなるように設定する。
【０１１０】
輝度ストレッチ量は、実施形態１で説明したものであって、Ｍａｘ輝度と同様に例えばバックライトデューティの値によって示されるものである。発光検出部２が検出した第１および第２の閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の値、およびＴｈ３以上の画素のスコアに従って決定される輝度ストレッチ量は、マッピング部３に出力され、トーンマッピングの情報の生成に使用される。
【０１１１】
マッピング部３におけるトーマッピングの処理は、実施形態１と同様である。つまり図６に示すように、発光検出部２にて検出したＴｈ１より小さい領域に対して第１のゲインＧ１を設定し、Ｔｈ１とＴｈ２の間を線形で結ぶように第２のゲインＧ２を設定する。このとき、マッピング部３は、ゲインＧ１の設定に際して、発光検出部２で検出した輝度ストレッチ量を使用し、バックライトの輝度ストレッチ量に応じて映像信号処理により輝度を低下させる。
得られたトーンマッピングは、映像合成部９により出力された映像信号に適用され、その後その映像信号は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力される。
【０１１２】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４における処理は、実施形態１と同様である。ただし、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、実施形態１のようにバックライトの平均点灯率からＭａｘ輝度を決定し、信号処理部１に出力する必要はなく、逆に信号処理部１の発光検出部２で検出された輝度ストレッチ量に基づいてバックライト部６のＬＥＤの輝度をストレッチする。
【０１１３】
つまり、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４では、映像を所定の複数の領域（エリア）に分割し、その分割領域ごとに映像信号の最大階調値を抽出し、抽出した最大階調値に応じて領域ごとのＬＥＤの点灯率を決定する。例えば最大階調値が低く暗い領域については、点灯率を下げてバックライトの輝度を低下させる。そして、この状態で輝度ストレッチ量に応じてバックライト全体の投入電力を増大させて、バックライトの輝度全体をＵＰする。これにより、発光している明るい映像はより明るくなって輝き感が増す。また、非発光部分は、映像信号処理により輝度ストレッチに相当する輝度が低減されているため、結果として、画面上では発光部分のみの輝度が高くなって、高コントラストの品位の高い映像を表示することができる。入力映像信号と画面輝度との関係は、実施形態１に示す図９と同様になる。
【０１１４】
このように、発光検出部２では、検出した発光部分の領域を含む所定範囲（上述の例ではＴｈ３以上の範囲）の映像について、画素ごとの明るさに重みを付けて画素数をカウントすることにより明るさの度合いを示すスコアを計算し、そのスコアに応じて輝度ストレッチ量を決め、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４でその輝度ストレッチ量でストレッチされるようにする。そのため、輝度ストレッチ量はエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４とマッピング部３に出力される。エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、輝度ストレッチ量に応じて輝度をストレッチする。マッピング部３は、輝度ストレッチ量に応じてゲインカーブを変えるなどして、ストレッチした輝度を映像信号処理により低下させる。
【０１１５】
そして、信号処理部１およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、発光部分エンハンス処理を、表示指示検出部１３ａの検出結果に応じて、実行または停止する。例えば、信号処理部１およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、２画面表示を行うことが表示指示検出部１３ａにより検出された場合に、発光部分エンハンス処理を停止し、１画面表示を行うことが表示指示検出部１３ａにより検出された場合に、発光部分エンハンス処理を実行する。本発明に係る表示指示検出部１３ａの構成は実施形態１と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【０１１６】
発光部分エンハンス処理を停止する場合、信号処理部１は発光検出部２での処理を停止させるため、輝度ストレッチ量（Ｎ）は算出されず、マッピング部３およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に輝度ストレッチ量（Ｎ）が出力されることはない。
【０１１７】
この場合、マッピング部３は、例えば、デフォルト設定のトーンマッピング（一例として入出力が１対１に対応したトーンカーブなど）を乗算器に出力する。また、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、エリアアクティブ制御、輝度ストレッチに係る処理を停止し、入力映像信号に対して、バックライト部６を制御するための制御データをバックライト制御部５に出力すると共に、表示部８を制御するための表示制御データを表示制御部７に出力する。これらの制御データおよび表示制御データとしては、例えば、デフォルト設定のデータを用いることができる。
【０１１８】
なお、上記のエリアアクティブ制御については実施形態１と同様に実行してもよい。例えば、前述の図４（Ｃ）に示すように、分割領域毎に映像信号の最大階調値を抽出し、抽出した最大階調値に応じて領域毎のＬＥＤの点灯率（駆動ｄｕｔｙ）を決定する。この場合、輝度ストレッチは行わないため、平均点灯率から求めたＭａｘ輝度に応じてバックライト輝度をストレッチする処理は中止される。
【０１１９】
（実施形態３）
図１３は、本発明に係る映像表示装置の他の実施形態（実施形態３）を説明するための図で、映像表示装置の要部の更に他の構成例を示すものである。
【０１２０】
実施形態３の映像表示装置は、実施形態２の映像表示装置と同様の構成を有し、実施形態２と同様の動作を行うが、実施形態２の映像表示装置と異なり、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４の代わりに、エリアアクティブ制御を行わない輝度ストレッチ部４ａを備える。この輝度ストレッチ部４ａでは、信号処理部１のマッピング部３から出力された輝度ストレッチ量を用いて、バックライト部６の輝度をストレッチする。
【０１２１】
つまり輝度ストレッチ部４ａは、マッピング部３により生成されたトーンマッピングの情報を用いてトーンマッピングが適用された映像信号を入力し、その映像信号を表示する表示制御データを表示制御部７に出力する。このときにエリアアクティブ制御による処理は行わない。一方、輝度ストレッチ部４ａは、発光検出部２から出力された輝度ストレッチ量を用いてバックライト部６全体を一律にストレッチする。
【０１２２】
これにより、発光している明るい映像はより明るくなって輝き感が増す。また、非発光部分は、映像信号処理により輝度ストレッチに相当する輝度が低減されているため、結果として、画面上では発光部分の輝度が高くなって、高コントラストの品位の高い映像を表示することができる。
【０１２３】
そして、信号処理部１および輝度ストレッチ部４ａは、発光部分エンハンス処理を、表示指示検出部１３ａの判定結果に応じて、実行または停止する。例えば、信号処理部１および輝度ストレッチ部４ａは、２画面表示を行うことが表示指示検出部１３ａにより検出された場合に、発光部分エンハンス処理を停止し、１画面表示を行うことが表示指示検出部１３ａにより検出された場合に、発光部分エンハンス処理を実行する。本発明に係る表示指示検出部１３ａの構成は実施形態１、２と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【０１２４】
発光部分エンハンス処理を停止する場合、信号処理部１は発光検出部２での処理を停止させるため、輝度ストレッチ量（Ｎ）は算出されず、マッピング部３および輝度ストレッチ部４ａに輝度ストレッチ量（Ｎ）が出力されることはない。
【０１２５】
この場合、マッピング部３は、例えば、デフォルト設定のトーンマッピング（一例として入出力が１対１に対応したトーンカーブなど）を乗算器に出力する。また、輝度ストレッチ部４ａは、輝度ストレッチに係る処理を停止し、入力映像信号に対して、バックライト部６を制御するための制御データをバックライト制御部５に出力すると共に、表示部８を制御するための表示制御データを表示制御部７に出力する。これらの制御データおよび表示制御データとしては、例えば、デフォルト設定のデータを用いることができる。
【０１２６】
なお、前述の実施形態１において、図１のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４の代わりに、実施形態３と同様にエリアアクティブ制御を実行しない輝度ストレッチ部４ａを設けるようにしてもよい。そのような構成の場合、輝度ストレッチ部４ａで平均点灯率（ただし、この例では仮の点灯率自体が画面全体の仮の平均点灯率である）からＭａｘ輝度を求め、それに基づきＬＥＤの発光輝度を上げると共に、そのＭａｘ輝度をマッピング部３にフィードバックすればよい。
【０１２７】
（実施形態４）
図１４は、本発明に係る映像表示装置の他の実施形態（実施形態４）を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【０１２８】
実施形態４では、表示指示検出部１３ａにより第１の入力映像信号とともに、第２の入力映像信号を表示する指示がユーザからあったことが検出された場合に、ジャンル検出部１３ｂが、第１の入力映像信号のジャンル、および、第２の入力映像信号のジャンルを検出し、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４が、第１の入力映像信号のジャンルの情報に応じて決定された第１の制御特性の設定に基づいて第１の入力映像信号に対する発光部分エンハンス処理を実行するとともに、第２の入力映像信号のジャンルの情報に応じて決定された第２の制御特性の設定に基づいて第２の入力映像信号に対する発光部分エンハンス処理を実行する。
【０１２９】
ここで、第１の入力映像信号、および、第２の入力映像信号とは、２つの番組の映像信号の２画面表示が行われる場合には、それらの２つの番組の映像信号であり、番組の映像信号とデータ放送の映像信号の２画面表示が行われる場合には、その番組の映像信号とデータ放送の映像信号である。以下、この処理について詳しく説明する。
【０１３０】
放送番組のジャンル情報は、例えば、デジタル放送の放送信号に重畳して送信されてくる電子番組情報（ＥＰＧ情報）の一部にジャンルコードとして含まれている。そして、その放送信号がチューナ１０ａ、１０ｂにより受信され、デコーダ１１ａ、１１ｂでデコード処理される。そして、この放送信号の中からジャンル情報としてジャンルコードが抽出される。
【０１３１】
ジャンル情報としてのジャンルコードは、地上デジタル放送の規格により定められている。例えば、「ニュース／報道」、「スポーツ」、「情報／ワイドショー」、「ドラマ」、「音楽」、「バラエティ」、「映画」、「アニメ／特撮」、「ドキュメンタリー／教養」、「演劇／公演」、「趣味／教育」、「その他」のジャンルが予め大分類として規定される。
【０１３２】
また、大分類ごとに複数の中分類が規定されている。例えば、「スポーツ」の大分類においては、「スポーツニュース」、「野球」、「サッカー」、「ゴルフ」、「その他の球技」、「相撲・格闘技」、「オリンピック・国際大会」、「マラソン・陸上・水泳」、「モータースポーツ」、「マリン・ウィンタースポーツ」、「競馬・公営競技」、「その他」が中分類として規定されている。また「映画」の大分類には、「洋画」、「邦画」、「アニメ」などが中分類として規定されている。
【０１３３】
図１４で例示する映像表示装置は、信号処理部１ａ、１ｂ、１ｃを備える。信号処理部１ａ、１ｂは、それぞれデコーダ１１ａ、１１ｂによるデコード処理により得られた番組の映像信号を処理する処理部であり、信号処理部１ｃは、デコーダ１１ａによるデコード処理により得られたデータ放送の映像信号を処理する処理部である。
【０１３４】
そして、信号処理部１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞれ発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃ、および、マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃを備える。発光検出部２ａ、２ｂは、実施形態１で説明したようにして、デコーダ部１１ａ、１１ｂによりデコード処理がなされた番組の映像信号に対し、発光部分の検出を行う。発光検出部２ｃは、デコーダ部１１ａによりデコード処理がなされたデータ放送の映像信号に対し、発光部分の検出を行う。
【０１３５】
マッピング部３ａ、３ｂは、例えばジャンル情報が「映画」である場合、図１５に一例を示すように、図７に示したトーンマッピング（図１５の点線）の代わりに、第１の閾値Ｔｈ１がより大きな値に設定されたトーンマッピング（図１５の太い実線）を映像信号に適用する。これにより、映像のコントラストをより高めることができる。
【０１３６】
他のジャンル情報やデータ放送についても同様に、Ｍａｘ輝度の制御特性、トーンマッピングが設定されており、それらを用いて、マッピング部３ａ、３ｂは、ジャンル情報に応じたトーンマッピングを行い、マッピング部３ｃは、データ放送に応じたトーンマッピングを行う。これにより、入力映像信号ごとに最適な表示を行うことが可能となる。
【０１３７】
ジャンル検出部１３ｂは、デコーダ部１１ａ、１１ｂから番組の映像信号のジャンルの情報を取得する。そして、ジャンル検出部１３ｂは、取得したジャンルの情報を信号処理部１ａ、１ｂ、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。また、ジャンル検出部１３ｂは、番組の映像信号とデータ放送の映像信号の２画面表示の実行指示があったことを表示検出部１３ａが検出した場合に、信号処理部１ｃにデータ放送の映像信号が入力されることを通知する。信号処理部１ｃは、この通知を受けた場合に起動され、データ放送の映像信号用に設定された制御特性に応じて信号処理がなされる。
【０１３８】
映像合成部９は、２つの番組の映像信号が２画面表示される場合、トーンマッピングが適用された２つの番組の映像信号を合成し、合成の結果得られた映像信号をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。番組の映像信号とデータ放送の映像信号が２画面表示される場合も、映像合成部９は、トーンマッピングが適用された番組の映像信号とデータ放送の映像信号を合成し、合成の結果得られた映像信号をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。１つの番組の映像信号が１画面表示される場合は、映像合成部９は、トーンマッピングが適用された１つの番組の映像信号を、他の映像信号と合成することなく、そのままエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。
【０１３９】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、入力映像信号のジャンルに応じた発光部分エンハンス処理を実行する。例えば、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、ジャンル情報が「映画」である場合、図１６に示すように、図２に示したＭａｘ輝度の制御特性のグラフ（図１６の点線）の代わりに、平均点灯率が中程度の領域においてＭａｘ輝度の値が抑制され、Ｍａｘ輝度の値が最大となる平均点灯率Ｐがやや低い位置に設定された制御特性のグラフ（図１６の実線）を用いる。これにより、ユーザが映画をじっくり見る際の眩しさを抑制しつつ、比較的小面積の明るい部分の輝きを重視して、映像を表示することができる。
【０１４０】
なお、２画面表示が行われる場合、平均点灯率およびＭａｘ輝度は、映像信号ごとに算出される。すなわち、一方の映像信号に対応するバックライトの各領域の点灯率から、その映像信号に対する平均点灯率を算出するとともに、その平均点灯率からＭａｘ輝度を決定し、他方の映像信号に対応するバックライトの各領域の点灯率から、その映像信号に対する平均点灯率を算出するとともに、その平均点灯率からＭａｘ輝度を決定する。
【０１４１】
なお、図１４に示した映像表示装置の他の構成は、実施形態１において図１を用いて説明した構成と同様であるので説明を省略する。
【０１４２】
（実施形態５）
図１７は、本発明に係る映像表示装置の他の実施形態（実施形態５）を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【０１４３】
実施形態５の映像表示装置は、実施形態４の映像表示装置と同様の構成を有しているが、実施形態４の映像表示装置と異なり、トーンマッピングを行う際に用いるＭａｘ輝度の値をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４で決定することなく、発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃが発光部分の検出結果に基づき輝度ストレッチ量を決定し、マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃが決定された輝度ストレッチ量に基づいてトーンマッピングを実行する。
【０１４４】
従って、マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃでは、実施形態４のように、輝度ストレッチによるＭａｘ輝度値をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４から取得する必要はない。無論、発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃが発光部分の検出のみを行い、マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃが、発光部分の検出結果から輝度ストレッチ量を計算するように構成してもよい。
【０１４５】
上記トーンマッピングは、以下のようにして行われる。発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃはそれぞれ、入力した番組の映像信号またはデータ放送の映像信号のフレームごとに、画素の輝度階調ごとの画素数を積算して、図１１に示したようなＹヒストグラムを生成する。
【０１４６】
そして、発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃは、そのＹヒストグラムから平均値（Ａｖｅ）、標準偏差（σ）を計算し、これらを用いて２つの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を計算する。さらに発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃは、第３の閾値Ｔｈ３をそれぞれ設定する。Ｔｈ３は、例えば、実施形態２に示した式（４）により算出される。
【０１４７】
また、発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃは、例えば、実施形態２で説明したように、第３の閾値Ｔｈ３以上の階調値を持つ画素の画素数をカウントし、閾値Ｔｈ３からの距離に重み付けをして算出することにより得られた明るさの度合いを示すスコアを式（５）により算出する。
【０１４８】
スコアが一定以上に高いレベルでは、図１２に一例を示したように、輝度ストレッチ量を高く設定し、高階調の輝いている映像をより高輝度にストレッチして輝き感を増す。この例では、スコアが一定以上の高い部分では、輝度ストレッチ後に取りうる最大の画面輝度が１５００（ｃｄ／ｍ２）となるように設定する。また、スコアが低い場合には、スコアが小さくなるほど輝度ストレッチ量が小さくなるように設定する。
【０１４９】
発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃがそれぞれ検出した第１および第２の閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の値、およびＴｈ３以上の画素のスコアに従って決定される輝度ストレッチ量は、マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃに出力され、トーンマッピングの情報の生成に使用される。
【０１５０】
マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃにおけるトーマッピングの処理は、実施形態４と同様である。つまり図１５に示すように、発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃにて検出したＴｈ１より小さい領域に対して第１のゲインＧ１を設定し、Ｔｈ１とＴｈ２の間を線形で結ぶように第２のゲインＧ２を設定する。このとき、マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃは、ゲインＧ１の設定に際して、発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃで検出した輝度ストレッチ量を使用し、バックライトの輝度ストレッチ量に応じて映像信号処理により輝度を低下させる。
【０１５１】
得られたトーンマッピングは、デコーダ部１１ａ、１１ｂにより出力された番組の映像信号またはデータ放送の映像信号に適用される。具体的には、２つの番組の映像信号の２画面表示が行われる場合、デコーダ部１１ａ、１１ｂにより出力された２つの番組の映像信号のそれぞれに対して、トーンマッピングが適用される。また、番組の映像信号とデータ放送の映像信号の２画面表示が行われる場合、デコーダ部１１ａにより出力された番組の映像信号とデータ放送の映像信号のそれぞれに対して、トーンマッピングが適用される。番組の映像信号の１画面表示が行われる場合、デコーダ部１１ａにより出力された番組の映像信号に対して、トーンマッピングが適用される。
【０１５２】
映像合成部９は、２つの番組の映像信号を表示する２画面表示が実行される場合、トーンマッピングが適用された２つの番組の映像信号を合成し、合成の結果得られた映像信号をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。また、映像合成部９は、番組の映像信号の表示とデータ放送の映像信号を表示するデータ放送表示が実行される場合、トーンマッピングが適用された番組の映像信号とデータ放送の映像信号を合成し、合成の結果得られた映像信号をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。また、映像合成部９は、番組の映像信号の１画面表示がなされる場合、トーンマッピングが適用された１つの番組の映像信号を、他の映像信号と合成することなく、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４に出力する。
【０１５３】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４における処理は、実施形態４と同様である。ただし、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、実施形態４のようにバックライトの平均点灯率からＭａｘ輝度を決定し、信号処理部１ａ、１ｂ、１ｃに出力する必要はなく、逆に信号処理部１ａ、１ｂ、１ｃの発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃで検出された輝度ストレッチ量に基づいてバックライト部６のＬＥＤの輝度をストレッチする。
【０１５４】
つまり、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４では、映像を所定の複数の領域（エリア）に分割し、その分割領域ごとに映像信号の最大階調値を抽出し、抽出した最大階調値に応じて領域ごとのＬＥＤの点灯率を決定する。例えば最大階調値が低く暗い領域については、点灯率を下げてバックライトの輝度を低下させる。そして、この状態で輝度ストレッチ量に応じてバックライト全体の投入電力を増大させて、バックライトの輝度全体をＵＰする。これにより、発光している明るい映像はより明るくなって輝き感が増す。また、非発光部分は、映像信号処理により輝度ストレッチに相当する輝度が低減されているため、結果として、画面上では発光部分のみの輝度が高くなって、高コントラストの品位の高い映像を表示することができる。入力映像信号と画面輝度との関係は、実施形態１に示す図９と同様になる。
【０１５５】
このように、発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃでは、検出した発光部分の領域を含む所定範囲（上述の例ではＴｈ３以上の範囲）の映像について、画素ごとの明るさに重みを付けて画素数をカウントすることにより明るさの度合いを示すスコアを計算し、そのスコアに応じて輝度ストレッチ量を決め、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４でその輝度ストレッチ量でストレッチされるようにする。そのため、輝度ストレッチ量はエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４とマッピング部３ａ、３ｂ、３ｃに出力される。エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、輝度ストレッチ量に応じて輝度をストレッチする。マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃは、輝度ストレッチ量に応じてゲインカーブを変えるなどして、ストレッチした輝度を映像信号処理により低下させる。
【０１５６】
そして、実施形態４で説明したように、信号処理部１ａ、１ｂ、１ｃおよびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、表示指示検出部１３ａにより、第１の入力映像信号とともに第２の入力映像信号を表示する指示があったことが検出された場合に、第１の制御特性の設定に基づいて第１の入力映像信号に対する発光部分エンハンス処理を実行するとともに、第２の制御特性の設定に基づいて第２の入力映像信号に対する発光部分エンハンス処理を実行する。
【０１５７】
ここで、第１の入力映像信号、および、第２の入力映像信号とは、２つの番組の映像信号の２画面表示が行われる場合には、それらの２つの番組の映像信号であり、番組の映像信号とデータ放送の映像信号の２画面表示が行われる場合には、その番組の映像信号とデータ放送の映像信号である。
【０１５８】
例えば、マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃは、実施形態４において図１５を用いて説明したような方法で、それぞれの映像信号に対し、ジャンル検出部１３ｂにより検出された映像信号のジャンルに応じてトーンマッピングを行う。また、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、実施形態４において図１６を用いて説明したような方法で、それぞれの映像信号に対し、ジャンル検出部１３ｂにより検出された映像信号のジャンルに応じてバックライト部６の輝度を調整する。
【０１５９】
図１７に示した映像表示装置の他の構成は、実施形態４において図１４を用いて説明した構成と同様であるので説明を省略する。
【０１６０】
（実施形態６）
図１８は、本発明に係る映像表示装置の他の実施形態（実施形態６）を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【０１６１】
実施形態６の映像表示装置は、実施形態５の映像表示装置と同様の構成を有しているが、実施形態５の映像表示装置と異なり、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４の代わりに、エリアアクティブ制御を行わない輝度ストレッチ部４ａを備える。この輝度ストレッチ部４ａでは、信号処理部１ａ、１ｂ、１ｃのマッピング部３ａ、３ｂ、３ｃから出力された輝度ストレッチ量を用いて、バックライト部６の輝度をストレッチする。
【０１６２】
つまり、輝度ストレッチ部４ａは、映像合成部９により出力された映像信号を入力し、その映像信号を表示する表示制御データを表示制御部７に出力する。このとき、エリアアクティブ制御による処理は行わない。一方で、輝度ストレッチ部４ａは、発光検出部２ａ、２ｂ、２ｃから出力された輝度ストレッチ量を用いて、各輝度ストレッチ量に対応する映像信号の表示画面に対するバックライト部６をそれぞれストレッチする。
【０１６３】
これにより、発光している明るい映像はより明るくなって輝き感が増す。また、非発光部分は、映像信号処理により輝度ストレッチに相当する輝度が低減されているため、結果として、画面上では発光部分の輝度が高くなって、高コントラストの品位の高い映像を表示することができる。
【０１６４】
そして、実施形態４で説明したように、信号処理部１ａ、１ｂ、１ｃおよびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４は、表示指示検出部１３ａにより、第１の入力映像信号とともに第２の入力映像信号を表示する指示があったことが検出された場合に、第１の制御特性の設定に基づいて第１の入力映像信号に対する発光部分エンハンス処理を実行するとともに、第２の制御特性の設定に基づいて第２の入力映像信号に対する前記発光部分エンハンス処理を実行する。
【０１６５】
ここで、第１の入力映像信号、および、第２の入力映像信号とは、２つの番組の映像信号の２画面表示が行われる場合には、それらの２つの番組の映像信号であり、番組の映像信号とデータ放送の映像信号の２画面表示が行われる場合には、その番組の映像信号とデータ放送の映像信号である。
【０１６６】
例えば、マッピング部３ａ、３ｂ、３ｃは、実施形態４において図１５を用いて説明したような方法で、それぞれの映像信号に対し、ジャンル検出部１３ｂにより検出された映像信号のジャンルに応じてトーンマッピングを行う。また、輝度ストレッチ部４ａは、実施形態４において図１６を用いて説明したような方法で、それぞれの映像信号に対し、ジャンル検出部１３ｂにより検出された映像信号のジャンルに応じてバックライト部６の輝度を調整する。
【０１６７】
図１８に示した映像表示装置の他の構成は、実施形態４において図１４を用いて説明した構成と同様であるので説明を省略する。
【０１６８】
なお、前述の実施形態４において、図１４のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４の代わりに、同様にエリアアクティブ制御を実行しない輝度ストレッチ部４ａを設けるようにしてもよい。そのような構成の場合、輝度ストレッチ部４ａで平均点灯率（ただし、この例では仮の点灯率自体が画面全体の仮の平均点灯率である）からＭａｘ輝度を求め、それに基づきＬＥＤの発光輝度を上げると共に、そのＭａｘ輝度をマッピング部３ａ、３ｂ、３ｃにフィードバックすればよい。
【０１６９】
（他の特徴量）
上記の各例では、発光検出部２、２ａ、２ｂ、２ｃにおける発光部分の検出処理において、映像の特徴量として輝度Ｙを使用し、輝度のヒストグラムを生成してその中から発光部分を検出していた。しかし、ヒストグラムを生成する特徴量として、輝度の他、例えばＣＭＩ（Ｃｏｌｏｒ  Ｍｏｄｅ  Ｉｎｄｅｘ）、もしくは、１つの画素を構成するＲＧＢの映像信号の階調値のうち最も高い階調値（Ｍａｘ  ＲＧＢとする）を用いることができる。
【０１７０】
ＣＭＩは、注目する色がどの程度明るいかを示す指標である。ここではＣＭＩは輝度とは異なり、色の情報も加味された明るさを示している。ＣＭＩは、下式（６）により定義される。
（Ｌ＊／Ｌ＊ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ）×１００  ・・・式（６）
【０１７１】
上記Ｌ＊は相対的な色の明るさの指標で、Ｌ＊＝１００のときに、物体色として最も明るい白色の明度となる。上記式（６）において、Ｌ＊は注目している色の明度であり、Ｌ＊ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙは、注目している色と同じ色度で発光して見える境界の明度である。ここでＬ＊ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ≒最明色（物体色で最も明るい色）の明度となることがわかっている。ＣＭＩ＝１００となる色の明度を発光色境界とよび、ＣＭＩ＝１００を超えると発光していると定義する。
【０１７２】
映像表示装置で表示すべき放送映像信号からＣＭＩを計算する手法を図１９を参照して説明する。放送映像信号はＢＴ.７０９規格に基づいて規格化されて送信される。従ってまず放送映像信号のＲＧＢデータをＢＴ.７０９用の変換行列を用いて３刺激値ＸＹＺのデータに変換する。そしてＹから変換式を用いて明度Ｌ＊を計算する。注目する色のＬ＊が図１９の位置ＰＬ１にあったものとする。次に変換したＸＹＺから色度を計算し、既に知られている最明色のデータから、注目する色と同じ色度の最明色のＬ＊（Ｌ＊ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ）を調べる。図１９上の位置はＰＬ２である。
【０１７３】
これらの値から、上記式（６）を用いてＣＭＩを計算する。ＣＭＩは、注目画素のＬ＊とその色度の最明色のＬ＊（Ｌ＊ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ）との比で示される。
上記のような手法で映像信号の画素ごとにＣＭＩを求める。規格化された放送信号であるため全ての画素は、ＣＭＩが０〜１００の範囲のいずれかをとる。そして１フレーム映像に対して、横軸をＣＭＩとし、縦軸を頻度としてＣＭＩヒストグラムを作成する。ここで平均値Ａｖｅ.と標準偏差σとを算出し、各閾値を設定して発光部分を検出する。
【０１７４】
Ｍａｘ  ＲＧＢは、ＲＧＢデータのうちの最大階調値をもつデータである。ＲＧＢの組み合わせにおいて、２つの色が同じ色度であることは、ＲＧＢの比が変化しないことと同義である。つまりＣＭＩにおいて同じ色度の最明色を演算する処理は、ＲＧＢデータの比率を変えずに一定倍したときに、ＲＧＢデータの階調が最も大きくなるときのＲＧＢの組み合わせを得る処理になる。
【０１７５】
例えば、図２０（Ａ）に示すような階調のＲＧＢデータをもつ画素を注目画素とする。注目画素のＲＧＢデータに一定の数を乗算したとき、図２０（Ｂ）に示すようにＲＧＢのいずれかが最初に飽和したときの色が、元画素と同じ色度で最も明るい色である。そして最初に飽和した色（この場合Ｒ）の注目画素の階調をｒ１、最明色のＲの階調をｒ２とするとき、下式（７）によってＣＭＩに類似した値を得ることができる。ＲＧＢに一定倍したときに最初に飽和する色は、注目画素のＲＧＢのうち最大の階調をもつ色になる。
（ｒ１／ｒ２）×１００      ・・・式（７）
【０１７６】
そして画素ごとに上記のような式（７）による値を算出してヒストグラムを作成する。このヒストグラムから平均値Ａｖｅと標準偏差σを計算し、各閾値を設定して発光部分を検出することができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…信号処理部、２，２ａ，２ｂ，２ｃ…発光検出部、３，３ａ，３ｂ，３ｃ…マッピング部、４…エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部、４ａ…輝度ストレッチ部、５…バックライト制御部、６…バックライト部、７…表示制御部、８…表示部、９…映像合成部、１０ａ，１０ｂ…チューナ、１１ａ，１１ｂ…デコーダ、１２…リモコン信号処理部、１３…画面設定部、１３ａ…表示指示検出部、１３ｂ…ジャンル検出部。
【要約】
【課題】映像信号に対して輝き感およびコントラスト感を高めた映像表現を可能としつつ、複数画面表示が行われる場合に、輝き感およびコントラスト感が不自然なものとなることを防止する。
【解決手段】映像表示装置は、表示部８およびバックライト部６を制御する制御部（信号処理部１ａ，１ｂ、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部４）、第１および第２の入力映像信号の表示指示を検出する表示指示検出部１３ａを備える。制御部は、バックライト部６の輝度をストレッチして増大させるとともに、上記検出結果に応じて、発光部分エンハンス処理を制御する。発光部分エンハンス処理では、入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対し、画素数を積算したヒストグラムを生成し、ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、入力映像信号のうち発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させて、発光部分の表示輝度をエンハンスする。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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